Question

На шоу «Удивительная физика» маленькое ведерко с водой вращают на веревке 0,4 м в вертикальной плоскости. С какой наименьшей скоростью нужно вращать ведерко, чтобы при прохождении через верхнюю точку удержать воду в ведерке?

помогите пожалуйста. ​

Answer 1

Для того, чтобы удержать воду в ведерке при прохождении через верхнюю точку, необходимо, чтобы центростремительная сила, действующая на воду, была не меньше силы тяжести воды.

Центростремительная сила, действующая на воду, равна mv²/r, где m - масса воды в ведерке, v - линейная скорость вращения ведерка, r - радиус окружности, по которой движется вода. Сила тяжести, действующая на воду, равна mg, где g - ускорение свободного падения.

При прохождении через верхнюю точку центростремительная сила равна нулю, так как радиус окружности, по которой движется вода, равен нулю. Поэтому скорость, необходимая для удержания воды в ведерке в верхней точке, равна:

v = sqrt(gr)

где sqrt обозначает квадратный корень.

Подставляя значения g = 9.81 м/с² и r = 0.4 м, получаем:

v = sqrt(9.81 * 0.4) ≈ 1.98 м/с

Таким образом, чтобы удержать воду в ведерке при прохождении через верхнюю точку, необходимо вращать ведерко со скоростью не менее 1.98 м/с.